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2023年 第59卷 第1期

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一类上临界带移民分枝过程的下偏差估计
谢春艳, 张梅
2023, 59(1): 1-8. doi:10.12202/j.0476-0301.2021268
摘要:
对于一类带移民的上临界分枝过程 \begin{document}$ (Z_n) $\end{document} ,存在一列正常数 \begin{document}$ c_n $\end{document} 可以用来描述过程的增长速度.任取一列满足 \begin{document}$ k_n\rightarrow \infty $\end{document} \begin{document}$ k_n=o( c_n) $\end{document} 的正常数 \begin{document}$ k_n $\end{document} \begin{document}$ P(Z_n=k_n) $\end{document} 的渐近行为即为 \begin{document}$ Z_n $\end{document} 的下偏差.假设 \begin{document}$ EZ_1 \ln Z_1=\infty $\end{document} :1)证明了过程 \begin{document}$ Z_n $\end{document} 的一个局部极限定理;2)给出了在 Schröder和Böttcher情形下 \begin{document}$ Z_n $\end{document} 的下偏差估计,补充并完善了已有文献的结果.
液面上耦合振子系统的同步模式
董蔚, 童浩轩, 张皓玥, 彭韵茹, 狄增如
2023, 59(1): 9-12. doi:10.12202/j.0476-0301.2022226
摘要:
利用MATLAB对耦合双节拍器系统模型的动力学方程组进行了数值模拟,发现初始条件决定了系统达到稳态时所呈现的同步模式;探究了液体的黏滞阻力与耦合板的质量对系统同步模式的影响,黏滞阻力的大小与稳态时为反相同步的概率呈正相关关系;耦合板质量与稳态时为反相同步的概率呈负相关关系;在弛豫时间方面,发现同相同步比反相同步的平均弛豫时间更慢;在实验上,搭建液面上的耦合振子系统,使用水、质量分数为10%的盐水和食用油3种黏滞系数不同的液体进行实验,定性地得到了与数值模拟一致的结果.
视知觉训练与初级视皮层神经元信息及其表征容量
刘赵凡, 王大辉
2023, 59(1): 13-18. doi:10.12202/j.0476-0301.2022204
摘要:
通过分析猕猴初级视皮层(V1)神经元的群体活动在轮廓线检测训练过程中的变化发现:知觉训练可以降低V1神经元响应在不同试次之间的变异性,促使V1神经元对相同刺激的响应更加稳定;训练还可降低V1神经元群体中神经元活动之间的相关性,使V1神经元之间的活动更加独立;增加了神经活动的维度,提高了神经元表征信息的容量,减少了冗余的神经活动,进而提升了感知能力.
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张耀锋, 尹远, 曹蕾, 刘熔, 刘林, 张春雷
2023, 59(1): 19-24. doi:10.12202/j.0476-0301.2022009
摘要:
开展时间投影室(TPC)气体探测器的研制工作:1)设计了探测器漂移区场笼结构,通过设计与优化印刷电路板等梯度势电极的精确位置构建,获得了均匀的电场分布;2)探测器雪崩放大区通过构建3层细丝电极实现;3)探讨了多层多根细丝电极的电场分布计算、电极焊接安装工艺、电极细丝张力维持、探测器不同工作状态转换等工艺技术;4)采用DPC电阻阵列法对探测器的信号读出部分进行简化,实现20路×20路接收电极输出简化为4路输出,并进行了位置刻度试验;5)利用研制的探测器开展了宇宙射线入射信号的测量,获得了真实有效的输出波形,测量波形结果与模拟结果基本一致,并取得了电离事件的有效二维位置分布.本工作可为类似TPC探测器的研制及试验提供经验积累和技术借鉴.
基于天文台址条件提升LAMOST-Kepler/K2巡天项目的预研究
胡雪莹, 付建宁
2023, 59(1): 25-30. doi:10.12202/j.0476-0301.2022340
摘要:
为充分利用Kepler空间望远镜2009年4月—2018年10月对约80万颗恒星的超高精度时序测光数据,LAMOST望远镜于2012和2015年分别开启了对Kepler(K1)和K2天区的低分辨率光谱观测,即LK1和LK2巡天项目.在统计了LK1和LK2项目的观测覆盖率之后,就台址条件优化对项目的提升进行了预研究.结果表明:截至2021年6月,LAMOST对K1天区目标星的覆盖率为43%,对K2天区可观测目标星的覆盖率为38%;如能将台址视宁度、天光背景,以及晴夜数这3个方面提升至品质较好的天文台址水平,则LAMOST对K1天区的覆盖率将在2个观测季后达到80%,对K2天区也将在4 个观测季后达到70%.
PSR J0826+2637的模式变换特性研究
林权伟, 党世军, 支启军, 白俊涛, 许鑫
2023, 59(1): 31-37. doi:10.12202/j.0476-0301.2022067
摘要:
利用FAST在中心频率为1.25 GHz的观测数据,分析了PSR J0826+2637的单脉冲能量分布和调制特性,发现存在新的模式变换,并探讨了不同模式的平均脉冲轮廓和偏振特性.结果显示:在B模式中存在强、弱2种模式,弱模式中存在脉冲消零(PN)现象, 脉冲消零比(NF)为2.7%;在强、弱2种模式中,中间脉冲的偏振结果差异较小,而主脉冲的变化较大.PSR J0826+2637的模式变换特性很难用现有的模型来解释.
成人型弥漫性胶质瘤的分子分型研究进展
樊小龙, 杨子辰
2023, 59(1): 38-42. doi:10.12202/j.0476-0301.2022153
摘要:
从2007年世界卫生组织的分型指南出发,综述了近20年来成人型弥漫性胶质瘤的分型诊断进展.胶质瘤分型诊断理论的重要变化,是从基于临床和组织学特征的组织学分型向结合细胞生理学分子特征的分子分型的转变.若干胶质瘤分子、特征核型的发现促成了分型理论向疾病本质的深化.在此之上,基于脑发育模型的分型,而非基于组织学的形态特征的分型,有望成为胶质瘤分型的方向.
Herbicide acetochlor inhibits adrenergic receptor-mediated calcium oscillations in rat hepatocytes
LIU Fangyuan, ZHANG Binbin, CUI Zongjie
2023, 59(1): 43-55. doi:10.12202/j.0476-0301.2022145
摘要:
Herbicide acetochlor after application enters both surface and underground waters, so that acetochlor concentrations in rivers and streams could be sufficiently high (nmol·L−1) to exert long-term effects in aquatic animals.Occupational exposure may pose greater risks due to skin and inhalation exposures, resulting in much higher transient blood acetochlor concentrations (μmol·L−1).Previous works have identified liver as the most susceptible toxicological target for acetochlor, and cytosolic calcium is known to play a vital role in multiple hepatocyte functions.Therefore the present work aims to examine acetochlor effect on calcium oscillations induced by adrenergic receptor activation in freshly isolated rat hepatocytes. It was found that acetochlor at lower concentrations (1, 10 μmol·L−1) added simultaneously with phenylepinephrine (PE) had no effect on PE-induced calcium oscillations, but inhibited reversibly calcium oscillations at higher doses (50, 100, 200 μmol·L−1) of acetochlor in selected hepatocytes.Brief prior acetochlor exposure (1, 10, 100 μmol·L−1), however, had no apparent effect on either basal calcium or subsequent PE-induced calcium oscillations.Immunocytochemistry identified non-uniform α1 adrenergic receptor expression among isolated hepatocytes.Immunohistochemistry of liver slices revealed a distinct pattern of α1 adrenergic receptor density in liver lobules: a gradual low-to-high receptor density gradient from pericentral to periportal regions.This receptor density gradient is likely related to acetochlor inhibition in selected hepatocytes.Taken together it is concluded that acetochlor at blood concentrations attainable during acute skin exposure or acetochlor poisoning may exert transient inhibitory effects on α1 receptor signaling in the liver.
“一带一路”倡议下区域碳不平等量化及政策启示
林泽坤, 孟凡鑫, 王东方, 孙宇彤, 胡元超, 刘耕源
2023, 59(1): 56-63. doi:10.12202/j.0476-0301.2022167
摘要:
在全球贸易背景下量化分析“一带一路”区域的碳不平等,厘清“一带一路”区域隐含碳排放和经济收益不均衡分配的内在机制,是践行绿色“一带一路”倡议的科学前提及基础.本研究基于全球贸易分析项目(GTAP)数据库,构建环境拓展的多区域投入产出(MRIO)模型,涵盖102个“一带一路”沿线国家和地区,且依沿线区位合并为9大研究区域,核算生产和消费视角下“一带一路”区域碳排放、增加值,追溯隐含碳排放、增加值在研究区域间的空间转移格局,通过构建双边贸易中碳不平等指标及全球贸易网络中碳不平等综合指标,全面地量化分析了“一带一路”区域的碳不平等现象.研究表明: 1)2014年“一带一路”区域生产和消费视角下的碳排放分别占全球碳排放总量(25966.23 Mt)的65.29%和60.54%;“一带一路”区域生产和消费视角下的增加值分别占全球增加值总额(669714.27亿美元)的40.87%和40.10%.2)在全球贸易中,“一带一路”区域承担来自非“一带一路”区域的净碳排放转移(即“一带一路”区域向非“一带一路”区域净出口隐含碳排放量)1234.25 Mt,同时从非“一带一路”区域获得了5154.83亿美元净经济收益;其中,“一带一路”中东区域作为“一带一路”区域中唯一的隐含碳排放净进口区域,向“一带一路”区域净转移碳排放152.18 Mt,同时在全球贸易中获得了2801.36亿美元净经济收益;中国是最大的隐含碳排放净出口区域,承担来自全球的净碳排放转移达到903.98 Mt,其中31.30%来自“一带一路”区域的净碳排放转移,同时在全球贸易中承担了349.12亿美元净经济损失.3)在“一带一路”区域内,中国和“一带一路”中东区域之间的碳不平等指标最大,为1.75,表明中国在双边贸易碳不平等中处于不利地位,这主要是由中国重工业、建筑业部门与“一带一路”中东区域贸易中存在严重的隐含碳排放和增加值错配导致;“一带一路”中东区域在全球贸易网络中碳不平等综合指标为2.53,表现为主要受益者,这主要是由于该区域农业、建筑业和服务业均为隐含碳排放净进口部门,而重工业部门获得了大量的净经济收益.整体来看,“一带一路”区域在全球贸易碳不平等中普遍处于不利地位,中国、“一带一路”南亚区域和“一带一路”欧洲区域在全球贸易网络中碳不平等综合指标分别为−2.60、−2.16、−2.22,是全球贸易碳不平等的主要受害者.本研究结果可为在全球贸易下践行绿色“一带一路”倡议,实现“一带一路”区域碳治理与经济协调发展提供科学依据和政策启示.
美国水资源调查监测评价体系综述及对中国的启示
刘鸿仓, 宝康妮, 朱文彬
2023, 59(1): 64-71. doi:10.12202/j.0476-0301.2022108
摘要:
系统梳理发达国家水资源调查监测与评价体系,汲取有益经验,可为我国当前的自然资源调查监测体系建设提供有益参考.考虑到美国在此方面的先进性,首先以文献综述的方式回顾了美国水资源调查监测与评价的历史发展过程;然后着重从监测技术、组织方式、调查目标、调查内容与评价方法等方面概述了美国水资源调查监测与评价的现状;进而依据其水资源普查进展报告,对美国水资源普查的未来规划进行了总结与展望.在此基础上,针对我国当前水资源调查评价存在的问题,通过系统对比与分析,从数据共享、不确定性分析、水文模型开发应用以及遥感技术推广4个方面提出经验借鉴.
数据稀缺条件下水文频率分布模拟及应用
冯婧涵, 钱龙霞, 唐加山, 王红瑞
2023, 59(1): 72-84. doi:10.12202/j.0476-0301.2022264
摘要:
传统水文频率分析往往需要大量样本以保证分布的拟合效果,而我国仍有部分站点水文数据记录较少,因此本文提出小样本算法:将Jackknife方法、Bootstrap方法与水文频率分析中传统参数估计方法相结合,得到新的参数估计值,以增强传统水文频率分布的拟合效果.为验证小样本算法的优越性,以泾河流域为例,将8个站点的年最大日降水量作为原样本,利用小样本算法对不同样本量的样本进行多次再抽样,将多组再抽样样本分别进行分布的拟合,得到小样本算法的参数估计值,并通过Kolmogorov-Smirnov检验和RMSE检验结果,验证小样本算法对传统参数估计方法的改进效果.结果表明:1)在小样本情况下,该算法明显优于传统方法的拟合效果,尤其部分站点的Bootstrap方法,使用较少样本量时达到了使用较多样本量的拟合效果; 2)随着样本量的减少,某些站点的传统方法所求分布不能通过检验,而小样本算法可以得到较好的结果.
高寒流域水文模拟与径流水源解析—以雅鲁藏布江帕隆藏布上游流域为例
班春广, 徐宗学, 左德鹏, 李鹏, 王静, 达瓦次仁
2023, 59(1): 85-93. doi:10.12202/j.0476-0301.2022240
摘要:
为深入研究高寒流域河川径流的水源解析,选取雅鲁藏布江帕隆藏布上游流域为研究区,采用月流量、遥感积雪面积数据、实测冰川径流数据等多目标率定方法,改进单一依靠流量数据率定模型的方法,基于SPHY(Spatial Processes in Hydrology)水文模型开展水文模拟及径流组分研究,提高了总体建模质量.结果表明:在率定期和验证期Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.95和0.94,模型具有较好的适用性.降雨径流、融雪径流、冰川径流和基流作为径流来源,占总径流的比例分别为10%、25%、45%和20%,冰川径流和融雪径流是最重要的补给来源.月尺度上,冰川径流在7—8月占比最大,融雪径流在4—6月占比最大,降雨径流在各月占比最小.冰川径流占比最高,短期内可提供更多水资源保障社会经济发展,长期而言冰川径流将逐渐减少,造成水资源短缺.因此,当地需提高应对径流变化潜在风险的策略.
基于区域灾害系统论的广东省台风灾害风险评估—以“山竹”台风为例
包文轩, 宫阿都, 徐澯, 李博艺, 黄智卿
2023, 59(1): 94-103. doi:10.12202/j.0476-0301.2021263
摘要:
本研究的主要目的是构建一种适用于广东省的台风灾害风险评估模型,从而能有针对性地对广东省发生台风灾害后的抗灾救灾、应急决策提供参考意见.本文在区域灾害系统论的指导下,综合了致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体脆弱性3方面,构建了一套新的评估指标体系,并以加权综合法、层次分析法、自然间断点分级法构建了广东省台风灾害风险评估模型.最后以2018年第22号超强台风“山竹”为例,对广东省进行了台风灾害风险评估,并形成了1 km×1 km的综合风险区划图和评估分析结果.结果表明:1)该模型评估出的广东省“山竹”台风灾害中高风险地区与灾情报告相符合,具有较高的可靠性;2)广东省“山竹”台风灾害致灾因子危险性呈现出中东部沿海和中西部地区高,并逐渐向周围递减的分布;3)广东省台风灾害高孕灾环境敏感性地区主要集中在珠江三角洲地区以及粤东潮汕地区,这些地区地势平坦、河网密集、植被覆盖度低;4)广东省台风灾害高承灾体脆弱性地区主要集中在珠江三角洲地区、粤东潮汕地区、粤西茂湛地区,这些地区人口稠密、经济发达、耕地众多、城市化程度高;5)广东省“山竹”台风灾害综合风险呈现出中东部沿海和中西部地区高,并逐渐向周围递减的分布,其中高风险区主要包括阳江市、江门市、珠海市、深圳市、惠州市、汕尾市等.
“京师一号”极地小卫星宽幅影像辐射校正方法研究
张卓宇, 章影
2023, 59(1): 104-112. doi:10.12202/j.0476-0301.2021209
摘要:
“京师一号”小卫星是中国自主研制的首颗民用极地光学卫星,搭载有中高分辨率的多光谱宽幅相机,兼顾重访周期和空间分辨率,具有高覆盖、中高分辨率的优势,对极地变化监测研究具有重大意义;但其0级数据的条带噪声掩盖图像的地物特征,无法反映地物的真实辐射特性,严重影响了数据应用.为此,本文提出了一种基于统计学原理,针对宽幅影像去除条带的方法.实验结果表明,相较于原始数据,该方法较能稳健地去除数据中的条带噪声,还原地表真实辐射信息,提升了“京师一号”宽幅相机多光谱数据的应用价值.
阿克苏地区土地利用变化情景模拟及其生态安全水平评价
马伟, 张文新, 王红瑞, 金峰, 杜斌, 武风奇
2023, 59(1): 113-124. doi:10.12202/j.0476-0301.2021317
摘要:
采用CA-MCE-Markov模型设计并模拟了阿克苏地区2030年自然发展、经济发展优先、内涵提升情景下的土地利用变化,运用PSR模型定量评价了3种情景的土地生态安全水平.结果表明:1)面积变化上,内涵提升情景耕地减少了774 km2,城乡建设用地增加了100 km2,实现了集约发展;自然发展情景与经济发展优先情景耕地增加了3 436 km2,城乡建设用地增加了386 km2,呈粗放式发展.2)空间变化上,自然发展情景耕地、林地、水域反演位置不符实际、经济发展优先情景城乡建设用地布局粗放、内涵提升情景用地布局具备合理性.3)顺延历年发展状态,生态安全水平将持续降低;若以经济发展优先为发展导向,安全压力及承载力响应两方面问题依然严峻;相比之下,内涵提升情景生态安全水平大幅提升,为最优模拟方案,生态高度安全.通过评测不同情景土地利用变化差异,为解决实际矛盾、改善生态环境、谋求永续发展提供措施与方法.
智能手机App与数字半球摄影测量叶面积指数对比研究
洪楚翘, 屈永华
2023, 59(1): 125-135. doi:10.12202/j.0476-0301.2021232
摘要:
基于自主开发的智能手机App(LAISmart)对针阔混交林、阔叶林和农作物3种植被类型的叶面积指数(leaf area index, LAI)进行测量,并以数字半球摄影(digital hemispherical photography,DHP)的测量结果作为参考值进行对比分析.结果表明,虽然LAISmart与DHP的LAI值总体上具有高度一致性(R2=0.95,RMSE=0.68),但是,LAISmart的性能受到植被叶片密集程度的影响.研究发现:LAI>3.9时,LAISmart的测量结果会明显低于DHP的测量结果;智能手机成像传感器的自动曝光模式,是引起LAISmart在测量LAI高值区域估值偏低的重要影响因素;当对LAI高值区域的LAISmart图像进行降低曝光度处理后,LAISmart和DHP的测量结果偏差得到进一步降低,且LAISmart测量结果的精度可以提高49%左右.此外,LAISmart的较窄视场角几乎不会对其测量结果产生影响,若能在调节智能手机曝光度的条件下使用LAISmart,则具有更高效率和更低成本优势的LAISmart可以成为替代DHP的有效方法.
2000—2015年雅鲁藏布江流域耕地格局动态变化影响因素分析
张天媛, 沈石, 程昌秀, 叶思菁
2023, 59(1): 136-146. doi:10.12202/j.0476-0301.2022126
摘要:
基于30 m分辨率的卫星遥感土地利用数据,利用地理探测器和地理加权逻辑回归方法,探究了2000—2015年雅鲁藏布江流域的耕地格局动态变化及其影响因素.结果表明:1) 雅鲁藏布江流域被占用的耕地主要分布在拉萨市(60.42%)、林芝市(16.21%)和山南市(13.01%)的城市周边区域,多变为水体和建设用地;补充的耕地主要分布在日喀则市(55.81%)、林芝市(23.26%)和拉萨市(19.61%),多由林地和草地转入.2)经济发展、交通基础设施和行政辐射主要影响耕地占用;国家投资变化、行政辐射和海拔主要影响耕地补充.3)耕地变化的影响因素存在明显的空间异质性.其中农业劳动力流失、旅游业发展和粗放式耕作等因素是耕地变化面临的主要问题.建议在拉萨和林芝的市郊地带强化保护后备耕地,在日喀则给予资金与技术培训等农业政策倾向,以实现雅鲁藏布江流域区域差异化的耕地保护管理.
青藏高原2000—2015年草地质量的时空变化研究
李雪莹, 许娅威, 王峥, 苏筠
2023, 59(1): 147-155. doi:10.12202/j.0476-0301.2022127
摘要:
基于植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)和归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)合成了综合草地等级指数(grassland degree index,GDI),计算了青藏高原2000—2015年草地质量变化的程度和速率,综合分析了草地退化的影响机制.研究表明:2000—2015年,青藏高原Ⅰ级(优质)草地区和Ⅳ级(劣质)草地区的面积比例基本保持不变;Ⅰ级草地区中约28.11%变为Ⅱ级;Ⅱ级草地区转化为Ⅰ级和Ⅲ级的比例分别为18.19%和21.53%;Ⅲ级草地区约有28.54%转变为Ⅳ级.由此可见,2000—2015年间,青藏高原草地经历了退化—恢复—退化的过程:高原北部大部分地区草地质量变化不明显,且呈现好转的趋势;南部和东部地区普遍出现草地退化现象,其中局部地区退化情况较为严重.
雅鲁藏布江巨柏分布区植物群落特点、分布与环境解释
杨刚刚, 郝海霞, 岳艳鹏, 周继华, 来利明, 郑元润
2023, 59(1): 156-162. doi:10.12202/j.0476-0301.2022125
摘要:
在植物群落和环境特征的野外调查观测基础上,通过双向指示种分析(TWINSPAN)聚类和典范对应分析(CCA)排序的方法,研究了巨柏(Cupressus gigantea)分布区植物群落分布及与环境的关系.结果表明:巨柏分布区植物群落结构简单,可分为3类,包括巨柏群落、巨柏-白莲蒿(Artemisia sacrorum)群落和高山松(Pinus densata)群落.CCA排序结果显示:第1排序轴与海拔和土壤含水量、密度、质地关系显著,主要反映水热和土壤条件的影响;第2排序轴与纬度、坡向和土壤磷含量、年降雨量、土壤全钾、土壤氮磷比相关,主要反映土壤营养、降水和光照条件的变化.影响该区域群落分布变化的主要原因是海拔和坡向变化造成的水热差异,以及土壤理化性质的不同.巨柏群落、巨柏-白莲蒿群落、高山松群落分布的主要海拔范围分别为3 000~3 400、>3 400~3 500、>3 500~3 600 m.研究结果为深入认识巨柏分布区的植物群落环境特征提供了科学参考,有助于更加有效地保护巨柏植物资源.
青藏高原城镇化水平时空动态及影响因素—基于长时间序列夜间灯光数据的分析
王一航, 吕彩凤, 潘鑫豪, 刘志锋
2023, 59(1): 163-174. doi:10.12202/j.0476-0301.2022021
摘要:
基于长时间序列夜间灯光数据集构建复合灯光指数(compounded night light index,CNLI),量化了青藏高原1992—2018年城镇化水平动态变化.在省级行政区、地级行政区、县级行政区和流域等多个尺度上分析了青藏高原城镇化水平变化过程,揭示了青藏高原城镇化水平空间集聚特征以及不同时间段城镇化水平的影响因素.结果表明:青藏高原1992—2018年的总体城镇化水平呈加速增长趋势并且内部存在显著的空间差异,CNLI由1.03×10−4增长到4.46×10−3,大约增长了42倍;青藏高原高城镇化水平聚集区面积和数量均显著增大,在西宁周边、拉萨周边和区域的东南边缘形成了3大高城镇化水平聚集区;此外,青藏高原城镇化水平动态变化主要受到交通和地形的影响,交通要素的影响在不断加强.本研究基于长时间序列夜间灯光数据集的城镇化水平动态变化分析方法具有普适性,可用于其他统计资料不完善的地区的城镇化水平分析.
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